伝統的なブレーキといわゆる消失エネルギー
過去100年でブレーキ技術はあまり変わっていませんが、回生制動はブレーキングについて考えている海の変化を表しています。 ドラムブレーキからディスクブレーキへの移行のように、進歩は革新的ではなく、ほぼ反復的であった。 ブレーキパッドが作られている物理的材料にも大きな進歩があり、摩擦材料が長くなり、ほこりが少なくなり、騒音が発生しにくくなっています。 アンチロックブレーキのような技術も、ブレーキ技術をより安全にしましたが、運動エネルギーを熱に変換する基本原則は変わりません。
伝統的なブレーキはうまく動作しますが、非常に無駄です。 ブレーキペダルを踏み込むたびに、数千ポンドの油圧で効果的にホイールを締め付けます。 正確な機構は、各タイヤとホイールハブとの間に挟まれた円盤状の金属ローターを有機、金属、またはセラミックのブレーキパッドの間に挟み込んでいます。 古い車では、代わりに効率の低いドラムとブレーキシューが使用されます。 どちらの場合でも、パッドとディスク、靴とドラムの間に発生する巨大な摩擦により車両が減速します。 その摩擦は基本的に運動エネルギーを熱エネルギー（時には大きなノイズ）に変え、結果としてあなたの車は減速します。
伝統的なブレーキの問題は、あなたのエンジンがその運動エネルギーを蓄積するために多くの燃料を消費しなければならず、ブレーキが熱に変わると本質的に無駄になるということです。 回生制動の背後にある基本的な考え方は、様々な技術がその運動エネルギーの一部を取り戻し、電気に変換してから再利用することを可能にするということです。
回生ブレーキはどのように機能しますか？
最も一般的な回生ブレーキ技術は、電気モータを発電機として再利用するため、ハイブリッドおよび電気自動車で回生ブレーキが頻繁に使用される理由です。 通常の動作中、電動モータはバッテリから電力を引き出し、それを使用して車両を移動させる。 ブレーキペダルが踏み込まれると、電動モータはこのプロセスを逆転し、電気をバッテリに戻すことができる。 これは、電気自動車にプラグを差したり、ハイブリッド内でオルタネーターを使用せずにバッテリを充電し続けると、効率が向上します。
回生ブレーキは運動エネルギーを効果的に電気に変換するので、車両を減速させることができます。 しかし、回生ブレーキシステムの効率には限界がある。 主な問題の1つは、回生ブレーキが低速でも高速で動作するようには機能しないということです。 回生制動の本質的な制限のため、ほとんどの車両には補助的な従来の制動システムも装備されている。
回生ブレーキの限界
低速での回生制動効率の自然落下に加えて、この技術には他にも多くの制限があります。 最も顕著なものには以下のものがあります：
- 回生制動は「駆動輪」でのみ機能します。
- 回生ブレーキは、通常、パニックストップ条件下では十分な制動力を提供しない。
- 回生システムの効率は、エネルギー貯蔵システムの能力および電気モータの出力のような要因によって制限される。
- 従来の回生システムは、非電気ハイブリッド車と互換性がありません。
- いくつかの回生システムは、再生された運動エネルギーを貯蔵しない補足的な「動的ブレーキ」を使用することを余儀なくされている。
容量性ブレーキと伝統的な燃焼エンジン
回生制動システムは、典型的には電気を発生するために電気モーターに依存するので、内燃機関を使用する車両と本質的に適合しない。 しかし、従来の内燃機関に適用可能な代替再生技術がいくつか存在する。 そのようなシステムの1つは、大きなコンデンサを使用して電気を迅速に蓄え、解放し、その後降圧トランスを通過させます。 12ボルトの出力は車両の電気システムに供給され、エンジンからいくらか負荷がかかります。 この技術は、まだ初期段階にありますが、現在は最大10％の燃費向上が可能です。
どの車が回生ブレーキを使用していますか？
ほとんどのハイブリッド車と電気自動車は、何らかのタイプの回生ブレーキシステムを使用しています。 Chevrolet、Honda、Nissa、Toyota、TeslaなどのOEMは、ハイブリッド車と電気自動車の回生制動技術をすべて搭載していました。 何らかのタイプの回生制動を使用する非ハイブリッド車は、一般的にはあまり一般的ではありませんが、BMWとマツダはどちらも特定のモデルでは技術の早期採用者でした。